EP3523556B1 - Getriebe sowie kopfstütze mit wenigstens einem elektrischen antrieb, umfassend ein getriebe - Google Patents

Getriebe sowie kopfstütze mit wenigstens einem elektrischen antrieb, umfassend ein getriebe Download PDF

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EP3523556B1
EP3523556B1 EP17794217.4A EP17794217A EP3523556B1 EP 3523556 B1 EP3523556 B1 EP 3523556B1 EP 17794217 A EP17794217 A EP 17794217A EP 3523556 B1 EP3523556 B1 EP 3523556B1
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EP
European Patent Office
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thread
gear mechanism
spindle
play
headrest
Prior art date
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EP17794217.4A
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English (en)
French (fr)
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EP3523556A1 (de
Inventor
Maximilian Kotz
Manuel Bösl
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Grammer AG
Original Assignee
Grammer AG
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Publication date
Application filed by Grammer AG filed Critical Grammer AG
Publication of EP3523556A1 publication Critical patent/EP3523556A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3523556B1 publication Critical patent/EP3523556B1/de
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/24Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60NSEATS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES; VEHICLE PASSENGER ACCOMMODATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60N2/00Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/80Head-rests
    • B60N2/806Head-rests movable or adjustable
    • B60N2/865Head-rests movable or adjustable providing a fore-and-aft movement with respect to the occupant's head
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H25/00Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/18Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
    • F16H25/20Screw mechanisms
    • F16H25/24Elements essential to such mechanisms, e.g. screws, nuts
    • F16H2025/2445Supports or other means for compensating misalignment or offset between screw and nut

Definitions

  • the invention relates to a transmission with two threaded transmission parts, the threads of which are in engagement.
  • Headrests have, for example, electric drives for the vertical adjustment of the head contact surface.
  • a motor drives a spindle nut, for example, which engages with a spindle.
  • the spindle nut and the spindle form a transmission within the meaning of the invention.
  • the spindle is, for example, held in a twist-proof manner on the traverse of a support rod bracket.
  • the motor and the spindle nut are held on the headrest part. In this way, the headrest part is moved vertically relative to the support rod bracket and the spindle.
  • Such movement threads have a great influence on the efficiency of the drive. They are usually designed with an operating clearance.
  • the operating clearance depends, for example, on the thread length, the materials and the temperature range. These factors can make a large axial play between the threads of the spindle nut and the spindle necessary - especially with different material pairings, such as plastic / metal.
  • the DE 10 2007 017 129 A1 relates to a screw drive with a metal spindle and a drive nut injection-molded from a plastic.
  • the invention provides that the drive nut is made from a thermoplastic elastomer, in particular based on polyester.
  • the DE 36 35 040 A1 concerns a helical gear.
  • the thread flanks of at least one thread have a convex profile in the radial direction and the groove bottom of at least one thread has a base projection running in the center.
  • the transmission comprises a first transmission part with a primary thread and a second transmission part with a secondary thread.
  • the primary thread and the secondary thread are in engagement with one another.
  • a thread pairing with an axial thread play is formed between the primary thread and the secondary thread.
  • axial thread play means the thread play in the longitudinal direction of the thread.
  • a first thread play is formed in at least one first region of the thread pairing and a second thread play is formed in at least one other region of the thread pairing.
  • the areas of thread pairing with different thread play are caused by dimensional changes in the different gear parts.
  • the dimensional changes affect e.g. only the thread of one of the gear parts or both gear parts. If, for example, one gear part is a plastic part and the other gear part is a metal part, the plastic part, for example, can have the dimensional differences in the thread areas, as production is usually easier here.
  • the metal part then has a uniform thread over the entire length of the thread.
  • the thread pairing is designed, for example, in at least one area so that it meets the requirements for the material pairing between the threads or gear parts involved in the thread pairing with the corresponding thermal expansion, the length of the thread pairing engaged, the temperature fluctuations and other critical requirements.
  • This at least one area of the thread pairing is provided with a relatively narrow axial play and thus fulfills the requirement of a thread pairing that is as play-free as possible. In other words, the play in this area is only taking into account the thermal expansion over the axial length of the special area designed.
  • the first area can comprise, for example, between one 3 ⁇ 4 and several thread turns, for example between 3 ⁇ 4 and 5 thread turns.
  • the advantage of the invention is that there are no undesired axial movements between the gear parts, which could, for example, generate noises.
  • the invention can be used when the expansion coefficients of the first gear part and the second gear part are different, in particular very different. This is the case, for example, if the first gear part is a plastic part and the second gear part is a metal part. Plastics usually have a significantly higher coefficient of expansion than metal.
  • At least one of the threads i.e. the primary thread and / or the secondary thread, is designed to be elastically or plastically deformable, for example. This ensures that the threads in the area of the thread pairing, which is provided with little play, can deform so flexibly that they deform elastically at a threshold value until several or all threads are in contact with the mating thread . For example, if a large load has to be transmitted by the thread, the area of the thread which is provided with a small clearance deforms in such a way that several areas or the entire thread bear.
  • the first thread play is e.g. smaller than the second thread play.
  • the first gear part can, for example, be rotatably mounted and the second threaded part can be fixed.
  • the rotatable mounting or the fixed mounting relates to the part on which the transmission part is mounted.
  • the thread of one of the gear parts includes exactly one area with the first thread play and exactly one area with the second thread play.
  • one area of the thread pairing is provided with little play and a second area with such a large play that the influencing factors material pairing, length of the thread, temperature fluctuations, etc. are taken into account.
  • the area with the first thread play extends axially over at least one 3/4 thread turn, e.g. over one thread turn, over two thread turns, over three thread turns or over several thread turns. Since this area comprises only a few thread turns, it is ensured that little relative movement in the axial direction takes place between the primary thread and the secondary thread in this area even over a larger temperature window.
  • the first gear part is e.g. a spindle nut and the second threaded part is e.g. a spindle.
  • the spindle nut is e.g. rotatably mounted on a drive and moves the spindle in a translatory manner in the axial direction.
  • the spindle nut is fixedly arranged and the spindle is rotatably mounted on a drive.
  • the spindle is firmly held on a base part of a headrest and the spindle nut is rotatably mounted on a drive of a headrest part.
  • the spindle nut then moves the head support part axially in a first or a second direction opposite to the first direction.
  • the invention relates to a headrest with an electric drive.
  • Such a headrest is known from prior public use. Reference is made to the prior art already mentioned above for the first aspect of the invention.
  • the object of the invention was to create a headrest with an electric drive which has less play in the thread pairing of two gear parts of the drive.
  • the object was achieved by a headrest with the features of claim 10 .
  • the headrest comprises at least one support rod.
  • a support rod bracket is also a support rod.
  • the headrest comprises a part that can be moved relative to the support rod. This can be, for example, the backrest of a vehicle seat, with the support rods being displaced vertically relative to the backrest, or a headrest part which is displaced vertically or horizontally relative to the support rod.
  • the movable part is moved, for example, with a drive comprising an electric motor which has two gear parts which form a gear according to the first aspect of the invention. That is, the gears are each provided with a thread and the threads of the gear parts are in engagement and form a thread pairing.
  • One gear part is assigned to the support rod, for example, and the other gear part is assigned to the backrest of a vehicle seat or a headrest part of the headrest, for example.
  • a headrest as a whole is denoted by the reference number 10 in the drawings.
  • the same reference symbols in the different figures denote corresponding parts, even if lowercase letters have been added or omitted.
  • the headrest comprises a base part 11 which is mounted on support rods 13a and 13b of a support rod bracket 12 so that it can be adjusted in the directions z1 and z2.
  • the support rods 13a and 13b are connected to one another by a cross member 14.
  • the base part 11 is displaced relative to the support rod bracket 12.
  • the headrest 10 has a vertical drive 15 for the displacement in the directions z1 and z2.
  • the headrest 10 comprises a head support 17 which is mounted on the base part 11 such that it can be adjusted in the directions x1 and x2. From the head system 17 are in the Fig. 1 and 2 only guides 18a and 18b are shown. A head support plate is not shown, for example.
  • the head system 17 can be displaced relative to the base part 11 in the directions x1 and x2 by means of a horizontal drive 16.
  • Both support rods 13a and 13b are designed as tubes.
  • a multi-core cable 19 is passed through an interior of the end area 13a and connected to the vertical drive 15 and to the horizontal drive 16.
  • a spindle 20 can be seen which is part of the vertical drive 15.
  • the spindle 20 is held immovably on the support rod bracket 12 in a fixed manner relative to the support rod bracket 12.
  • a thread 22 of the spindle 20 is with a thread in Fig. 1
  • the base part firmly connected to the housing 21 is moved in direction z1 or in direction z2.
  • a housing 23 which corresponds to the housing 21 and which is fastened to the base part 11 can be seen.
  • a spindle nut which can be driven by an electric motor, is also rotatably mounted in this housing.
  • a thread of the spindle nut engages with a thread 24 of a spindle 25.
  • the spindle 25 is firmly connected to the head system 17.
  • the head support 17 is moved in the direction x1 or in the direction x2 relative to the base part 11 and the support rod bracket 12.
  • Fig. 3 the housing 21 and the spindle 20 of the vertical drive 15 are shown.
  • the following description of the vertical drive 15 applies in the same way to the housing 23 and the spindle 25 of the horizontal drive 16, because the vertical drive 15 and the horizontal drive 16 are constructed in the same way.
  • the housing 21 comprises a housing shell 26 and a cover 27, which is held on the housing shell 26 by a plurality of fastenings 28.
  • the spindle 20 passes through openings (not shown) in the housing 21.
  • Fig. 4 a plan view of an interior 29 of the housing 21 is shown.
  • An electric motor 30 is fixedly arranged in the interior 29 of the housing 21.
  • the electric motor 30 comprises a drive shaft 31 which can be driven in two opposite directions of rotation.
  • a worm 32 is mounted on the drive shaft 31 and is rotatably connected to the drive shaft 31.
  • the worm 32 is in engagement with the external toothing 33 of a spindle nut 34 and drives the spindle nut 34 in the directions of rotation u1 or u2, depending on the direction of rotation of the electric motor 30.
  • An internal thread 35 of the spindle nut 34 engages with the thread 22 of the spindle 20.
  • the spindle nut 34 is made of plastic, while the spindle 20 is a metal part.
  • the internal thread 35 has three axial areas A, AB and B, in which the thread is designed differently.
  • the pitch of the thread remains the same over the entire length of the thread, but the width of the teeth changes.
  • "Axial area” means in the context of the invention that the area extends in the longitudinal direction of the respective thread, ie in a direction parallel to the central axis m of the thread extends in the direction z1 or z2.
  • the thread of the spindle 20 and the spindle nut 34 are formed coaxially to the central axis m.
  • the thread 35 is designed, taking into account the material pairing between the spindle nut 34 and the spindle 20, the length of the thread area A, possible temperature fluctuations and other influencing factors, so that the thread pairing is provided with a narrower axial play is.
  • the internal thread 35 has a play which takes into account the material pairing between the spindle nut 34 and the spindle 20, the entire length of the engaged threads 22 and 24, possible temperature fluctuations and other influencing factors.
  • Area AB is a transition area in which the thread play lies between that of area A and that of area B.
  • Fig. 7 the spindle nut 34 and the spindle 20 are shown.
  • the internal thread 35 and the thread 22 are noticeably provided with less axial play than in the area B.
  • the plastic of the spindle nut 34 is so elastically or plastically deformable that in the event of a large force acting on the base part 11, which is transmitted to the spindle 20 via the spindle nut 34, deform the threads in the area A and partly also in the area AB of the spindle nut 34, so that the entire thread in the areas A, AB and B carries.
  • the area A of the internal thread 35 which is formed with little play in relation to the thread 22, essentially bears. An unwanted rattle from one Relative movement of the threads 22 and 35 is avoided in this way.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit zwei mit einem Gewinde versehenen Getriebeteilen, deren Gewinde in Eingriff stehen.
  • Kopfstützen weisen z.B. elektrische Antriebe für die Vertikalverstellung der Kopfanlagefläche auf. Ein Motor treibt dabei z.B. eine Spindelmutter an, die mit einer Spindel in Eingriff steht. Die Spindelmutter und die Spindel bilden ein Getriebe im Sinne der Erfindung. Die Spindel ist z.B. an der Traverse eines Tragstangenbügels verdrehsicher gehalten. Der Motor und die Spindelmutter sind an dem Kopfanlageteil gehalten. Auf diese Weise wird das Kopfanlageteil relativ zu dem Tragstangenbügel und der Spindel vertikal bewegt.
  • Solche Bewegungsgewinde haben großen Einfluss auf den Wirkungsgrad des Antriebs. Sie werden in der Regel mit einem Betriebsspiel ausgelegt. Das Betriebsspiel ist z.B. abhängig von der Gewindelänge, den Materialien und dem Temperaturbereich. Diese Faktoren können - insbesondere bei unterschiedlichen Materialpaarungen, wie z.B. Kunststoff / Metall - machen ein großes Axialspiel zwischen den Gewinden der Spindelmutter und der Spindel notwendig.
  • Die DE 10 2007 017 129 A1 betrifft einen Schraubentrieb mit einer Spindel aus Metall sowie eine aus einem Kunststoff spritzgegossenen Antriebsmutter. Für die spielfreie und selbsthemmende Lagerung der Spindel über einen großen Temperaturbereich hinweg ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Antriebsmutter aus einem thermoplastischen Elastomer, insbesondere auf der Basis von Polyester, ausgebildet ist.
  • Die DE 36 35 040 A1 betrifft ein Schraubengetriebe. Es bestand das Problem, dass bei komplexer Lastverteilung der Fall eintreten kann, dass die Mutter gegenüber der Spindel schiefgestellt oder gekippt ist. In vielen Fällen bewirkt diese Schiefstellung ein Verklemmen. Ein relatives Drehen zwischen Mutter und Spindel ist in diesen Fällen nur erschwert möglich. Die Schiefstellung muss korrigiert werden, um eine einwandfreie Funktion sicherzustellen. Zur Vermeidung der Verklemmung weisen die Gewindeflanken mindestens eines Gewindes in radialer Richtung ein konvexes Profil auf und der Rillenboden mindestens eines Gewindes weist einen mittig verlaufenden Sockelvorsprung auf.
  • Es war Aufgabe der Erfindung ein Getriebe mit zwei Getriebeteilen zu schaffen, welche die notwendige Funktionssicherheit aufweist und wobei das axiale Gewindespiel auf das notwendige Minimum reduziert ist.
  • Die Aufgabe wurde gelöst durch ein Getriebe mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Das Getriebe umfasst ein erstes Getriebeteil mit einem primären Gewinde und ein zweites Getriebeteil mit einem sekundären Gewinde. Das primäre Gewinde und das sekundäre Gewinde stehen in Eingriff miteinander. Zwischen dem primären Gewinde und dem sekundären Gewinde ist eine Gewindepaarung mit einem axialen Gewindespiel ausgebildet. Im Sinne dieser Anmeldung bedeutet "axiales Gewindespiel" das Gewindespiel in Längsrichtung des Gewindes. In wenigstens einem ersten Bereich der Gewindepaarung ist ein erstes Gewindespiel und in zumindest einem anderen Bereich der Gewindepaarung ist ein zweites Gewindespiel ausgebildet.
  • Die Bereiche der Gewindepaarung mit unterschiedlichem Gewindespiel werden hervorgerufen aufgrund von Maßänderungen in den unterschiedlichen Getriebeteilen. Die Maßänderungen betreffen z.B. nur die Gewinde eines der Getriebeteile oder beide Getriebeteile. Wenn z.B. ein Getriebeteil ein Kunststoffteil und das andere Getriebeteil ein Metallteil ist, kann z.B. das Kunststoffteil die Maßunterschiede in den Gewindebereichen aufweisen, da hier die Fertigung in der Regel einfacher ist. Das Metallteil weist dann über die gesamte Länge des Gewindes ein einheitliches Gewinde auf.
  • Die Gewindepaarung wird z.B. in wenigstens einem Bereich so ausgelegt, dass sie den Anforderungen an die Materialpaarung zwischen den an der Gewindepaarung beteiligten Gewinden oder Getriebeteilen mit der entsprechenden Wärmeausdehnung, an die Länge der in Eingriff stehenden Gewindepaarung, die Temperaturschwankungen und weiteren kritischen Anforderungen genügt. Dieser wenigstens eine Bereich der Gewindepaarung ist mit einem relativ engen axialen Spiel versehen und erfüllt damit die Anforderung einer möglichst spielfreien Gewindepaarung. D.h. in diesem Bereich ist das Spiel lediglich unter Berücksichtigung der Wärmeausdehnung über die axiale Länge des speziellen Bereichs ausgelegt. Der erste Bereich kann z.B. zwischen einem ¾ und mehreren Gewindegängen, z.B. zwischen ¾ und 5 Gewindegängen umfassen.
  • Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass es nicht zu unerwünschten axialen Bewegungen zwischen den Getriebeteilen kommt, die z.B. Geräusche erzeugen können.
  • Die Erfindung kann dann zum Einsatz kommen, wenn die Ausdehnungskoeffizienten von dem ersten Getriebeteil und dem zweiten Getriebeteil unterschiedlich, insbesondere sehr unterschiedlich, sind. Das ist z.B. der Fall, wenn das erste Getriebeteil ein Kunststoffteil und das zweite Getriebeteil ein Metallteil ist. Kunststoffe haben in der Regel einen deutlich größeren Ausdehnungskoeffizienten als Metall.
  • Wenigstens eines der Gewinde, d.h. das primäre Gewinde und / oder das sekundäre Gewinde ist z.B. elastisch oder plastisch verformbar ausgebildet. Es wird damit sichergestellt, dass sich die Gewindegänge in dem Bereich der Gewindepaarung, die mit einem geringen Spiel versehen ist, so flexibel verformen können, dass sie sich bei einem Schwellenwert der Belastung elastisch verformen, bis mehrere oder alle Gewindegänge mit dem Gegengewinde in Kontakt stehen. Wenn z.B. eine große Last von dem Gewinde übertragen werden muss, verformt sich der Bereich des Gewindes, der mit einem geringen Spiel versehen ist, derart, dass mehrere Bereiche oder das gesamte Gewinde tragen.
  • Das erste Gewindespiel ist z.B. kleiner, als das zweite Gewindespiel.
  • Das erste Getriebeteil kann z.B. drehbar gelagert und das zweite Gewindeteil fest angeordnet sein. Die drehbare Lagerung bzw. die fest angeordnete Lagerung bezieht sich auf das Teil, an welchem das Getriebeteil gelagert ist.
  • Z.B. umfasst das Gewinde eines der Getriebeteile genau einen Bereich mit dem ersten Gewindespiel und genau einen Bereich mit dem zweiten Gewindespiel. In diesem Fall ist ein Bereich der Gewindepaarung mit einem geringen Spiel und ein zweiter Bereich mit einem so großen Spiel versehen, dass den Einflussfaktoren Materialpaarung, Länge des Gewindes, Temperaturschwankungen etc. Rechnung getragen wird.
  • Der Bereich mit dem ersten Gewindespiel erstreckt sich axial über mindestens einen ¾ Gewindegang z.B. über einen Gewindegang, über zwei Gewindegänge, über drei Gewindegänge oder über mehrere Gewindegänge. Da dieser Bereich lediglich wenige Gewindegänge umfasst, ist sichergestellt, dass zwischen dem primären Gewinde und dem sekundären Gewinde in diesem Bereich auch über ein größeres Temperaturfenster wenig Relativbewegung in axialer Richtung stattfindet.
  • Das erste Getriebeteil ist z.B. eine Spindelmutter und das zweite Gewindeteil ist z.B. eine Spindel. Die Spindelmutter ist z.B. drehbewegbar an einem Antrieb gelagert, und bewegt die Spindel translatorisch in axiale Richtung. Gemäß einer Alternative ist die Spindelmutter fest angeordnet und die Spindel ist drehbar an einem Antrieb gelagert. Z.B. ist die Spindel fest an einem Basisteil einer Kopfstütze gehalten und die Spindelmutter ist drehbar an einem Antrieb eines Kopfanlageteils gelagert. Je nach Drehrichtung bewegt die Spindelmutter das Kopfanlageteil dann axial in eine erste oder eine zweite, der ersten Richtung entgegengesetzte Richtung.
  • Die Erfindung betrifft gemäß einem zweiten Aspekt eine Kopfstütze mit einem elektrischen Antrieb.
  • Eine solche Kopfstütze ist aus offenkundiger Vorbenutzung bekannt. Es wird Bezug genommen auf den oben bereits zu dem ersten Aspekt der Erfindung genannten Stand der Technik.
  • Es war Aufgabe der Erfindung, eine Kopfstütze mit einem elektrischen Antrieb zu schaffen, die ein geringeres Spiel in der Gewindepaarung von zwei Getriebeteilen des Antriebs aufweist.
  • Die Aufgabe wurde gelöst durch eine Kopfstütze mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
  • Die Kopfstütze umfasst wenigstens eine Tragstange. Im Sinne der Erfindung ist auch ein Tragstangenbügel eine Tragstange. Des Weiteren umfasst die Kopfstütze ein relativ zu der Tragstange bewegbares Teil. Das kann z.B. die Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes sein, wobei die Tragstangen relativ zu der Rückenlehne vertikal verlagert werden oder ein Kopfanlageteil sein, welches vertikal oder horizontal zu der Tragstange verlagert wird.
  • Das bewegbare Teil wird z.B. mit einem einen Elektromotor umfassenden Antrieb bewegt, welcher zwei Getriebeteile aufweist, die ein Getriebe gemäß dem ersten Erfindungsaspekt bilden. D.h., die Getriebe sind jeweils mit einem Gewinde versehen und die Gewinde der Getriebeteile stehen in Eingriff und bilden eine Gewindepaarung. Ein Getriebeteil ist z.B. der Tragstange zugeordnet und das andere Getriebeteil ist z.B. der Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes oder einem Kopfanlageteil der Kopfstütze zugeordnet. Um Wiederholungen zu vermeiden wird in Bezug auf die Ausbildung des Getriebes und der Gewindepaarung auf die Ausführungen zu dem ersten Aspekt der Erfindung verwiesen.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand eines in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine perspektivische Vorderansicht einer Kopfstütze mit Vertikalverstellung und Horizontalverstellung des Kopfanlageteils, wobei ein Kopfpolster der Kopfstütze nicht dargestellt ist,
    • Fig. 2 eine perspektivische rückwärtige Ansicht der Kopfstütze gemäß Fig. 1,
    • Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Antriebsgehäuses,
    • Fig. 4 eine Draufsicht auf das Antriebsgehäuse, wobei der Deckel der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist,
    • Fig. 5 eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie V - V in Fig. 4, wobei der Deckel dargestellt ist
    • Fig. 6 eine Schnittdarstellung der Spindelmutter als Einzelteil,
    • Fig. 7 eine vergrößerte Darstellung der Spindelmutter und der Spindel.
  • Eine Kopfstütze insgesamt ist in den Zeichnungen mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Gleiche Bezugszeichen in den unterschiedlichen Fig. bezeichnen entsprechende Teile, auch wenn kleine Buchstaben hinzugefügt oder weggelassen sind.
  • Die Kopfstütze umfasst ein Basisteil 11, welches in die Richtungen z1 und z2 verstellbar an Tragstangen 13a und 13b eines Tragstangenbügels 12 gelagert ist. Die Tragstangen 13a und 13b sind durch eine Traverse 14 miteinander verbunden. Bei der Bewegung in die Richtungen z1 und z2 wird das Basisteil 11 relativ zu dem Tragstangenbügel 12 verlagert. Für die Verlagerung in die Richtungen z1 und z2 weist die Kopfstütze 10 einen Vertikalantrieb 15 auf.
  • Des Weiteren umfasst die Kopfstütze 10 eine Kopfanlage 17, die in die Richtungen x1 und x2 verstellbar an dem Basisteil 11 gelagert ist. Von der Kopfanlage 17 sind in den Fig. 1 und 2 lediglich Führungen 18a und 18b dargestellt. Eine Kopfanlageplatte ist z.B. nicht dargestellt. Die Kopfanlage 17 kann mittels eines Horizontalantriebs 16 in die Richtungen x1 und x2 relativ zu dem Basisteil 11 verlagert werden.
  • Beide Tragstangen 13a und 13b sind als Rohre ausgebildet. Zur Steuerung und zur Stromversorgung des Vertikalantriebs 15 sowie des Horizontalantriebs 16 ist ein mehradriges Kabel 19 durch einen Innenraum des Endbereichs 13a geführt und mit dem Vertikalantrieb 15 sowie mit dem Horizontalantrieb 16 verbunden.
  • In Fig. 1 ist eine Spindel 20 erkennbar, die Teil des Vertikalantriebs 15 ist. Die Spindel 20 ist relativ zu dem Tragstangenbügel 12 unbewegbar fest an dem Tragstangenbügel 12 gehalten. Ein Gewinde 22 der Spindel 20 steht mit einem Gewinde einer in Fig. 1 nicht dargestellten Spindelmutter in Eingriff, die in einem Gehäuse 21 drehbar gelagert ist und von einem in dem Gehäuse 21 angeordneten Elektromotor angetrieben werden kann. Je nach Drehrichtung der Spindelmutter wird das fest mit dem Gehäuse 21 verbundene Basisteil in Richtung z1 oder in Richtung z2 bewegt.
  • In Fig. 2 ist ein dem Gehäuse 21 entsprechendes Gehäuse 23 erkennbar, das an dem Basisteil 11 befestigt ist. Auch in diesem Gehäuse ist eine Spindelmutter drehbar gelagert, die von einem Elektromotor angetrieben werden kann. Ein Gewinde der Spindelmutter steht mit einem Gewinde 24 einer Spindel 25 in Eingriff. Die Spindel 25 ist fest mit der Kopfanlage 17 verbunden. Je nach Drehrichtung der Spindelmutter wird die Kopfanlage 17 in Richtung x1 oder in Richtung x2 relativ zu dem Basisteil 11 und dem Tragstangenbügel 12 bewegt.
  • In Fig. 3 sind das Gehäuse 21 und die Spindel 20 des Vertikalantriebs 15 dargestellt. Die nachfolgende Beschreibung des Vertikalantriebs 15 gilt in gleicher Weise auch für das Gehäuse 23 und die Spindel 25 des Horizontalantriebs 16, weil der Vertikalantrieb 15 und der Horizontalantrieb 16 gleich aufgebaut sind.
  • Das Gehäuse 21 umfasst eine Gehäuseschale 26 sowie einen Deckel 27, welcher mit mehreren Befestigungen 28 an der Gehäuseschale 26 gehalten ist. Die Spindel 20 durchsetzt nicht dargestellte Öffnungen in dem Gehäuse 21. In Fig. 4 ist eine Draufsicht auf einen Innenraum 29 des Gehäuses 21 gezeigt. In dem Innenraum 29 des Gehäuses 21 ist ein Elektromotor 30 fest angeordnet. Der Elektromotor 30 umfasst eine Antriebswelle 31, die in zwei entgegengesetzte Drehrichtungen antreibbar ist. Auf der Antriebswelle 31 ist eine Schnecke 32 gelagert und mit der Antriebswelle 31 drehverbunden.
  • Die Schnecke 32 steht mit der Außenverzahnung 33 einer Spindelmutter 34 in Eingriff und treibt die Spindelmutter 34 je nach Drehrichtung des Elektromotors 30 in die Drehrichtungen u1 oder u2 an. Ein Innengewinde 35 der Spindelmutter 34 steht mit dem Gewinde 22 der Spindel 20 in Eingriff. Durch den Eingriff des Innengewindes mit dem Gewinde 22 wird von der Spindelmutter 34 und der Spindel 20 ein Getriebe 36 im Sinne der Erfindung gebildet. Die Spindelmutter 34 ist aus Kunststoff gefertigt, während die Spindel 20 ein Metallteil ist.
  • Gemäß Fig. 6 weist das Innengewinde 35 drei axiale Bereiche A, AB und B auf, in welchen das Gewinde unterschiedlich ausgebildet ist. Die Steigung des Gewindes bleibt über die gesamte Länge des Gewindes gleich, aber die Breite der Zähne ändert sich. "Axialer Bereich" bedeutet im Sinne der Erfindung, dass sich der Bereich in Längsrichtung des jeweiligen Gewindes, d.h. in eine Richtung parallel zu der Mittelachse m des Gewindes in die Richtung z1 oder z2 erstreckt. Das Gewinde der Spindel 20 und der Spindelmutter 34 sind koaxial zu der Mittelachse m ausgebildet.
  • In dem Bereich A, der zwei Gewindegänge umfasst, ist das Gewinde 35 unter Berücksichtigung der Materialpaarung zwischen der Spindelmutter 34 und der Spindel 20, der Länge des Gewindebereichs A, möglicher Temperaturschwankungen sowie weiterer Einflussfaktoren derart ausgebildet, dass die Gewindepaarung mit einem engeren axialen Spiel versehen ist.
  • In dem Bereich B weist das Innengewinde 35 ein Spiel auf, welches der Materialpaarung zwischen der Spindelmutter 34 und der Spindel 20, der gesamten Länge der in Eingriff stehenden Gewinde 22 und 24, möglichen Temperaturschwankungen sowie weiteren Einflussfaktoren Rechnung trägt. Der Bereich AB ist ein Übergangsbereich, in welchem das Gewindespiel zwischen dem des Bereichs A und dem des Bereichs B liegt.
  • In Fig. 7 sind die Spindelmutter 34 und die Spindel 20 dargestellt. In dem Bereich A ist sind das Innengewinde 35 und das Gewinde 22 erkennbar mit weniger axialem Spiel versehen als in dem Bereich B. Der Kunststoff der Spindelmutter 34 ist derart elastisch oder plastisch verformbar, dass sich in dem Fall einer großen Krafteinwirkung auf das Basisteil 11, welche über die Spindelmutter 34 auf die Spindel 20 übertragen wird, die Gewindegänge in dem Bereich A und teilweise auch in dem Bereich AB der Spindelmutter 34 verformen, so dass das gesamte Gewinde in den Bereichen A, AB und B trägt. In einem Normaltemperaturbereich oder bei normaler Last trägt im Wesentlichen der Bereich A des Innengewindes 35, der mit wenig Spiel zu dem Gewinde 22 ausgebildet ist. Ein unerwünschtes Klappern durch eine Relativbewegung der Gewinde 22 und 35 wird auf diese Weise vermieden.

Claims (10)

  1. Getriebe mit einem ersten Getriebeteil mit einem primären Gewinde (35) mit einem ersten Ausdehnungskoeffizienten und mit einem zweiten Getriebeteil mit einem sekundären Gewinde (22) mit einem zweiten Ausdehnungskoeffizienten, der sich von dem ersten Ausdehnungskoeffizienten unterscheidet, wobei zwischen dem primären Gewinde (35) und dem sekundären Gewinde (22) eine Gewindepaarung (35/22) mit einem axialen Gewindespiel ausgebildet ist, wobei das primäre Gewinde mit dem sekundären Gewinde in Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Bereich (A) der Gewindepaarung (35/22) ein erstes axiales Gewindespiel und in zumindest einem zweiten Bereich (B) der Gewindepaarung (35/22) ein zweites, von dem ersten Gewindespiel unterschiedliches axiales Gewindespiel ausgebildet ist.
  2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewindespiel in dem ersten Bereich (A) kleiner ist, als in dem zweiten Bereich (B).
  3. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebeteil drehbar gelagert ist und das zweite Getriebeteil fest angeordnet ist.
  4. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebeteil drehbar gelagert ist und das zweite Getriebeteil linear bewegbar gelagert ist.
  5. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindepaarung genau einen Bereich (A) mit dem ersten Gewindespiel und genau einen zweiten Bereich (B) mit dem zweiten Gewindespiel aufweist.
  6. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (A) sich über etwa einen ¾ Gewindegang, über einen Gewindegang, über zwei Gewindegänge oder über mehrere Gewindegänge erstreckt.
  7. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebeteil eine Spindelmutter (34) und das zweite Getriebeteil eine Spindel (20, 25) ist.
  8. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Getriebeteil ein Kunststoffteil und das zweite Getriebeteil ein Metallteil ist.
  9. Getriebe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Gewinde (22, 35), das primäre Gewinde (35) und / oder das sekundäre Gewinde (22), elastisch oder plastisch verformbar ausgebildet ist
  10. Kopfstütze (10) mit wenigstens einem elektrischen Antrieb (15, 16), umfassend ein Getriebe (36) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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